[讨论] 无线Mesh网络结构详解

吸铁石上 2010-3-25 17:27 楼主

大家应该都有一些了解，对于无线Mesh网络。它是一种具有多跳性和传统无线性能的结合体，是一种新的无线网络。它的诞生，给我们的无线带来了新的理念。那么它具体是新在哪里呢？本文主要针对的是无线Mesh网络结构进行的具体介绍。希望通过此文，能让大家对无线Mesh网络结构有一个全面的了解，对其网络构架有一个直观的认识。
无线Mesh网络结构
传统的无线接入技术中，主要采用点到点或者点到多点的拓扑结构。这种拓扑结构一般都存在一个中心节点，例如移动通信系统中的基站、802.11 WLAN中的AP等。中心节点一方面与各个无线终端通过单跳无线链路相连，控制各无线终端对无线网络的访问；另一方面，中心节点又通过有线链路与有线骨干网相连，提供到骨干网的连接。
而在无线Mesh网络中，采用网状Mesh拓扑结构，也可以说是一种多点到多点的网络拓扑结构。在这种无线Mesh网络结构中，各网络节点通过相邻的其它网络节点以无线多跳方式相连。目前，普遍认为无线Mesh网络包含两类网络节点：Mesh路由器和Mesh客户端。
Mesh路由器除了具有传统的无线路由器的网关/中继功能外，还支持Mesh网络互联的路由功能。Mesh路由器通常具有多个无线接口，这些无线接口可以基于相同的无线接入技术构建，也可以基于不同的无线接入技术。与传统的无线路由器相比，无线Mesh路由器可以通过无线多跳通信，以更低的发射功率获得同样的无线覆盖范围。
Mesh终端也具有一定的Mesh网络互联和分组转发功能，但是一般不具有网关桥接功能。通常，Mesh终端只具有一个无线接口，实现复杂度远小于Mesh路由器。
根据各个节点功能的不同，无线Mesh网络结构分为3类：骨干网Mesh结构（分级结构）、客户端Mesh结构（平面结构）、混合结构。
1　骨干网Mesh结构
骨干网Mesh结构由Mesh路由器组成，是一个可以自配置和自愈的网络，通过Mesh路由器的网关功能与因特网相连，普通客户端和已有无线网络可以通过Mesh路由器的网关或中继功能接入WMN，网络如图1所示。

图1　骨干网Mesh结构

其中虚线和实线分别表示无线和有线连接，使用包括IEEE 802.11在内的多种无线技术，具有以太网接口的普通客户端通过以太接口直接接入Mesh路由器。如果普通客户端采用与Mesh路由器相同的无线技术，则可以直接建立通信；若采用不同的无线技术，则不同的客户端需要先接入具有以太接口的基站再与Mesh路由器相连。

2　客户端Mesh结构
客户端Mesh结构是由Mesh客户端组成，在用户设备间提供点到点的无线服务。客户端组成一个能提供路由和配置功能的网络，支持用户的终端应用。由于组成网络的节点不需要具有网关或中继功能，所以不需要Mesh路由器，网络结构见图2。

图2　客户端Mesh结构

这种网络结构中的客户端通常只使用一种无线技术。任意节点发出的数据包可以经过多个节点的转发抵达目的节点，虽然节点不需要有网关和中继功能，但路由和自组织能力是必需的。
3　混合结构
综合以上2种无线Mesh网络结构，构建一种混合结构，Mesh客户端可以通过Mesh路由器接入骨干Mesh网络，如图3所示。这种结构提供了与其它一些网络结构的连接，如因特网、WLAN、WiMax、蜂窝和传感器网络。在这种无线Mesh网络结构中，可以利用客户端的路由能力为无线Mesh网络增强连接性、扩大网络覆盖范围。